歐洲海洋工程波浪能利用項目復合材料浮體纏繞成型技術
據2021年統計,累計開發的海洋工程再生能源(包括波浪能和潮汐能)發電裝置容量達到65MW,而2020年底已開發的海洋風力發電裝置竟高達35GW。兩類海洋工程可再生能源發展的巨大差距說明承受海洋波力載荷發電裝置的技術難度和開發成本要遠遠大于承受風力載荷的發電裝置。

圖1 CorPower的波浪能WaveBoost項目C4階段第1臺全尺寸樣機布置示意圖,球形浮體直徑為9m。
2018年在葡萄牙維亞納堡實施C4階段全尺寸樣機項目試驗驗證,建造全尺寸波浪能裝置(見圖1)并進行陸地試驗、取證,CorPower波浪能裝置為單點吸收式波浪發電裝置,分別由吸收波能的浮體(一級能量轉換結構)、PTO(二、三級能量轉換機構)、預張緊錨固系統、模塊接口(包括電網接頭、快速固定連接接頭等)組成。浮體在波浪的作用下產生上、下運動。CorPower開發了Cascade齒輪箱,可將上下的往復運動轉換為單向轉動,帶動300kW發電機運轉。由Cascade齒輪箱與發電機組成的(波浪)動力收集系統(PTO)可將吸收波浪能后的浮體上下動能轉換為Cascade齒輪箱輸出法蘭的單向旋轉動能,再由發電機將機械能轉換為電能,見圖2。

圖2 CorPower早期C3階段波浪發電裝置及動力收集系統示意圖
浮體采用預張緊錨固系統系固在海底。波浪能裝置還具有相位調節能力,可使升沉運動的浮體與有規律的入射海浪波諧振,以放大浮體升沉運動收集更多的波浪能量。
2.球形浮體的結構及纏繞成型工藝
早在設計初期,CorPower項目團隊就對鋼質、鋁質及復合材料浮體進行了成本分析。通過數個次量級別模型的對比分析,評估各種材質的裝置的年理論發電量、性價比和制造工藝流程及制造成本,終確定浮體為增強玻璃纖維纏繞成型。
根據小尺寸樣件纏繞工藝可以推測球形浮體三明治結構的纏繞工藝為:
先用玻璃纖維纏繞分別纏繞上、下球面,芯模從各球面制品開口端脫模;
制作浮體內的連接加強筋;
用連接加強筋將上下球面組裝成球形浮體的內層;
在內層上鋪放PVC泡沫芯層,對芯層外表面進行加工處理;
在芯層外表面纏繞球形主浮體的外層。
纏繞復合材料球體可采用5軸聯動纏繞機。纏繞直徑9m球體時,纏繞機主軸中心線應高于地面4.6m以上,基座需長45英尺(13.73m),要求48小時內生產一個復合材料球形浮體。大型復合材料纏繞機通常是永久固定安裝在具有環控條件的廠房內。但是,將生產出的大尺度浮體從制造中心場地陸路運至港口是十分困難的,費用也會十分高昂。這就需要在港口附近設置制造浮體的臨時工廠,要求復合材料纏繞機能夠以集裝箱形式運至臨近港口的臨時工廠。
復合材料纏繞機模塊總體結構
可纏繞直徑9m球體的移動式纏繞機由荷蘭的Autonational公司研制。創新地將臥式、單小車布局的5軸聯動纏繞機分為3個模塊,見圖4。3模塊的底座皆為集裝箱標準尺寸。

圖3 移動式柔性復合材料纏繞機模塊(包括主軸箱、尾座與小車架三模塊) 纏繞1/4尺寸球形浮體樣件
長約13.8m兩平行圓柱導軌與主軸中心線平行。纏繞小車(含伸臂)可沿圓柱導軌水平地沿X軸向往復移動。
復合材料浮體是吸收波浪能的佳材料與結構,是簡易的一級波浪能轉換結構,制造簡單快捷。在其使用的全壽期內維護工作量少,在當前開發利用波浪能的所有裝置中具有明顯的優勢。研制移動式復合材料纏繞機模塊的AUTONATIONAL公司表示:可以在任何需要的地方生產復合材料浮體。移動式復合材料纏繞機模塊與常規纏繞機相比,在其運輸后的安裝調試有較多的嚴格工作要求。
造船業接單量連續三年第二,七年,市場前景可期;船舶與海洋工程為實現“碳達峰 碳中和”雙碳目標,對于輕量化、零排放、新燃料船型設計與應用有迫切需求,在此需求中,復合材料是應用潮流所趨。
故此,為全面貫徹落實十四五規劃,助力船舶與海洋工程完成雙碳目標的歷史性任務,學習交流國內外船舶復合材料及制品的先進技術、前沿工藝與市場趨勢,船舶工業行業協會船艇分會、廣東漁船漁機漁具行業協會與復材網定于2022年3月27-29日在廣東?珠海共同主辦“2022船舶復合材料應用高峰論壇暨新工藝·新材料·新應用工廠現場演示會”,邀請船舶與海洋工程的專家學者深度探討交流新船型、新材料、新應用。
本次論壇主題是"船舶與海洋工程輕量化"。論壇將由船舶工業行業協會船艇分會秘書長做行業報告,并邀請知名船企技術專家、科研院所專家學者做專業報告,使與會代表客觀深入了解該領域復合材料應用現狀,講技術,談應用,析市場,構建一個“材料—制品—裝備—終端市場”無縫對接的全產業鏈優化平臺。論壇還計劃展示國內科研院校的部分復合材料制品科研成果,搭建起研產對接平臺,有利于企業頂層設計及調整規劃,發揮復合材料與制品優勢,助推船舶與海洋工程的繁榮發展。
同時,論壇期間還將安排參觀海星游艇集團、亞光科技集團股份有限公司(原名:太陽鳥游艇股份有限公司)等四家企業,現場學習船艇復合材料制造工藝。誠邀國內外復合材料領域專家、學者、企業家和行業同仁蒞臨大會,共謀復材新未來。
主辦單位
復合材料信息網
船舶工業行業協會船艇分會
廣東漁船漁機漁具行業協會
協辦單位
海星游艇集團
亞光科技集團股份有限公司(原名:太陽鳥游艇股份有限公司)
大會議題
船舶與復合材料市場應用現狀及未來發展方向
合材料在船舶雙碳戰略中的優勢與案例分析
超40米運維船復合材料技術研發與難點攻關
復合材料在漁船中的應用挑戰與變革方向
碳纖維復合材料在新船型中的應用
零排放新燃料船舶中的復合材料部件應用與設計
復合材料在船舶與海上風電的防腐防護優勢與案例分析
雙碳目標新船型復合材料規范與標準
復合材料在船舶低成本高效生產現狀與發展趨勢
玻璃纖維在游艇應用上的技術現狀與研發進展
復合材料制品模具設計技術前沿與痛點解決方案
復合材料脫模技術進展與前沿應用
復合材料真空導入工藝技術解析與應用探索
復合材料PET芯材研發進展與應用案例
復合材料制品打磨技術現狀與發展趨勢
復合材料舊船回收問題的解決與方向
報告嘉賓
華承昌
圖片
船舶工業行業協會船艇分會秘書長
船舶工業行業協會船艇分會秘書長,《游艇業》雜志主編,長期從事游艇產業研究。
報告題目:
游艇產業的現狀及發展趨勢
報告大綱:
1.游艇的定義和產業鏈
2.游艇產業現狀
3.歐盟游艇產業現狀
4.意大利游艇產業現狀
5.美國游艇產業現狀
6.游艇產業現狀及趨勢
參觀企業
海星游艇集團(Heysea Yachts Groups)
總部設在香港,生產基地位于位于江門市新會區,創始人和管理層擁有近20年專業游艇建造經驗,擁有一支優秀的研發設計團隊及匯聚豐富經驗的品質控制、工藝管控以及熟練專業技術工人的隊伍。公司業務主營研發、設計及生產中大型游艇及帆船,旗下產品主要分為游艇、超級游艇及帆船三大板塊,將國際上新科技和時尚元素迅速應用在船艇上,帶給船東匠心獨具的品質體驗和海上高貴生活方式的愉悅享受。海星具備強大的研發、設計及建造能力,個性化定制中大型游艇,是國內家獲得船級社(CCS)游艇型號認證的廠家、有豐富的意大利船級社(RINA)認證、CE認證、香港海事署認證經驗。
亞光科技集團股份有限公司(原名:太陽鳥游艇股份有限公司)
致力于高技術船用電子、船用裝備及其產品的研發、設計、生產。是軍工電子、微波雷達、智能船艇系統解決方案提供商。公司注冊資本6億元,擁有湖南長沙、廣東珠海和四川成都三個工業園區,公司員工人數2500人。太陽鳥智能船艇產品共有三大系列:特種艇(從10m-80m)20個規格,30種型號;商用艇(從10m-90m)20個規格,50種型號;游艇(從6m-60m)30種規格,60種型號。產品銷售覆蓋三十二個省,其中為華為公司、格力電器等知名企業提供產品與服務。公司自主品牌已成功進入國際市場,出口至美國、英國、意大利、西班牙、澳大利亞、東南亞、中東以及非洲與美洲等和地區。
擬邀請參會單位
1. 造船企業與風電企業
2. 國內外復合材料制品生產商及復合材料設計單位
3. 國內外復合材料生產供應商
4. 國內外復合材料應用工裝及設備供應商
5. 船舶復合材料科研院所
日程安排
03月27日
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13:00-21:00
大會報道,對接交流.
03月28日
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大會當天
09:00-12:00
14:00-18:00
19:00-21:00
船舶復合材料市場分析報告.
船舶新材料、新技術、新應用報告.
歡迎晚宴,商務洽談.
03月29日
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08:30-15:00
參觀企業,針對復材工廠實際生產中遇到的問題展開探討.
時間 / 地點
時間:2022年3月27日—29日
地點:廣東珠海
相關事項
會務費標準
復材網會員:3000元/人,非會員3800/人
(含全部相關會議資料、會議通行證及會議用餐).
注:住宿由會務組統一安排, 費用自理.
會務費請按要求提前匯入指定賬戶,會務組統一開具發票,開票資料請發郵箱 :frp@cnfrp.com
報名方式











































